李晶 江妍霞 陳國安
南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院血液科(南昌330006)
多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是漿細(xì)胞異常增殖,進(jìn)而侵犯骨髓的一種惡性腫瘤,約占血液系統(tǒng)腫瘤的10%。越來越多的研究表明,在多發(fā)性骨髓瘤疾病的發(fā)生、發(fā)展等過程中存在著miRNA異常表達(dá)[1?2],并且這一表達(dá)改變是由其啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化所引起的,因此,miRNA很可能被DNA甲基化所修飾。miRNA,作為非編碼RNA家族的一個(gè)成員,首次在真核生物中被發(fā)現(xiàn),長度約20~25個(gè)核苷酸。以往認(rèn)為miRNA無生物學(xué)功能,但近來研究表明,miRNA可在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá),發(fā)揮作用主要是通過與靶mRNA的3′?非翻譯區(qū)(3′?UTR)結(jié)合,引起靶mRNA的降解或沉默[3]。具有高度保守性的miRNA自身可充當(dāng)表觀遺傳調(diào)控作用的同時(shí)也會(huì)受到表觀遺傳調(diào)控作用,而在這受表觀遺傳調(diào)控作用的機(jī)制中,DNA甲基化起主導(dǎo)作用。DNA甲基化是指生物體在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyltransferase,DNMT)的作用下,將甲基轉(zhuǎn)移至CG兩個(gè)核苷酸的胞嘧啶上,這一過程需要s?甲硫氨酸作為供體。在真核生物基因啟動(dòng)子中有一DNA區(qū)域稱之為CpG島,那里富含C、G堿基,miRNA的DNA甲基化大多發(fā)生于此。有研究顯示[4?6]:miRNA與DNA 甲基化能夠相互調(diào)控,互為生物學(xué)靶點(diǎn)。miRNA通過調(diào)控DNMT的生物學(xué)活性調(diào)控DNA甲基化,從而間接引起靶基因啟動(dòng)子的甲基化水平及其表達(dá)水平,多數(shù)miRNA家族都有這一功能。作為研究較為火熱的調(diào)控DNA甲基化的miR?NA?29家族,在多種病變組織中[6-7]能夠通過直接或間接方式調(diào)控DNMT亞型的生物學(xué)活性。
腫瘤的發(fā)生是一個(gè)多原因、多步驟的過程,各種環(huán)境和遺傳的因素以多種方式引起基因的損害,從而使得原癌基因的活化和(或)抑癌基因的沉默。在正常情況下處于非甲基化的基因啟動(dòng)子的CpG島發(fā)生甲基化時(shí),或者正常情況下處于甲基化的CpG島發(fā)生去甲基化時(shí),常常使得一些腫瘤相關(guān)基因表達(dá)出現(xiàn)異常。被DNA甲基化所修飾的miRNA在組織中異常表達(dá),進(jìn)而引起功能的改變,參與腫瘤的發(fā)生與進(jìn)展。有研究表明,除多發(fā)性骨髓瘤以外,急性淋巴細(xì)胞性白血?。?]、胃癌[9]、大腸癌[10]、胰腺癌[11]、肺癌[12]、卵巢癌[13]、乳腺癌[14]等多種腫瘤中都發(fā)生了miRNA的DNA甲基化,使得miRNA表達(dá)出現(xiàn)異常,進(jìn)而影響基因調(diào)控[15]。
2.1 miRNA?335miRNA?335,位于人類染色體7q32.2,靶向調(diào)控下游多種基因,抑制細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等許多生物學(xué)過程,充當(dāng)著抑癌基因的角色。有國內(nèi)學(xué)者吳茵等[16?17]對(duì)43例多發(fā)性骨髓瘤患者和30健康者進(jìn)行研究,采用RT?PCR、MSP技術(shù)分別檢測miRNA?335表達(dá)水平及其甲基化水平,發(fā)現(xiàn)患者(34.8)表達(dá)水平較健康者(269.4)低,并且患者呈現(xiàn)完全甲基化或部分甲基化,而健康者中76.7%呈現(xiàn)完全非甲基化。通過去甲基化藥物(5?AzadC)處理骨髓瘤細(xì)胞株后,從細(xì)胞水平觀察到miRNA?335表達(dá)水平升高。根據(jù)臨床資料分析顯示:miRNA?335甲基化程度與復(fù)發(fā)/進(jìn)展具有相關(guān)性。研究表明伴隨啟動(dòng)子甲基化的miRNA?335是一個(gè)預(yù)后不良的指標(biāo),且miRNA?335對(duì)反應(yīng)腫瘤負(fù)荷有一定的診斷價(jià)值。因此作者認(rèn)為miRNA?335啟動(dòng)子的甲基化與多發(fā)性骨髓瘤息息相關(guān)。
2.2 miRNA?34miRNA?34b和miRNA?34c都屬于miRNA?34家族。WONG等[18]發(fā)現(xiàn)miRNA?34b/c在多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞系中高甲基化低表達(dá),使用去甲基化藥物5?氮雜胞苷處理后,miRNA?34b/c的啟動(dòng)子去甲基化和miRNA?34b/c獲得重新表達(dá)。表明miRNA?34b/c的表達(dá)與其啟動(dòng)子的甲基化水平呈負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步的臨床研究顯示:復(fù)發(fā)/進(jìn)展期患者miRNA?34b/c高甲基化發(fā)生率(52.2%)比初診患者(5.3%)高。這種miRNA?34b/c的高甲基化具有腫瘤特異性,因此可能為監(jiān)測多發(fā)性骨髓瘤進(jìn)展的標(biāo)志物。
2.3 miRNA?155miRNA?155是一種在造血細(xì)胞表達(dá)的miRNA,在B細(xì)胞腫瘤的發(fā)展中扮演著重要的角色。KRZEMINSKIP等[19]指出:對(duì)95例初治的多發(fā)性骨髓瘤患者中檢測miRNA?155的甲基化水平,研究表明CpG區(qū)域的DNA甲基化主要出現(xiàn)在miRANA?155的外顯子區(qū)域,并且miRNA?155甲基化程度越高,相對(duì)應(yīng)的其表達(dá)水平就越低。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)經(jīng)過5?氮雜胞苷處理骨髓瘤細(xì)胞系后miRNA?155的甲基化水平降低而表達(dá)水平升高,該實(shí)驗(yàn)證明DNA甲基化是使得miRNA?155出現(xiàn)下調(diào)的原因。結(jié)合骨髓瘤患者臨床資料分析,miRNA?155表達(dá)水平愈高患者無病生存期愈長,此研究說明受DNA甲基化調(diào)控的miR?NA?155可能預(yù)示著骨髓瘤患者預(yù)后不良。
2.4 miRNA?203越來越多的研究發(fā)現(xiàn),miRNA?203在大多數(shù)疾病中出現(xiàn)異常表達(dá),進(jìn)而干擾目的基因影響相關(guān)細(xì)胞的生長、分化和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)途徑。WONG等[20]利用MSP技術(shù)對(duì)123例初治、19例復(fù)發(fā)的骨髓瘤患者、8例健康對(duì)照者以及20個(gè)細(xì)胞系的miRNA?203進(jìn)行甲基化序列分析,發(fā)現(xiàn)在健康對(duì)照者并未出現(xiàn)miRNA?203的啟動(dòng)子甲基化,而在25%的細(xì)胞系、23.6%初治患者以及21.1%復(fù)發(fā)患者中出現(xiàn)其啟動(dòng)子的甲基化(P=0.973),利用去甲基化藥物(5?氮雜胞苷)處理細(xì)胞系后發(fā)現(xiàn)miRNA?203啟動(dòng)子甲基化水平降低并且獲得重新表達(dá),分析臨床數(shù)據(jù)得出miRNA?203甲基化水平與免疫分型IgD型具有相關(guān)性(P=0.038)。因此推測miRNA?203的啟動(dòng)子甲基化在骨髓瘤中有著重要的作用。
2.5 miRNA?342基于miRNA?342?3P甲基化在別的腫瘤中的研究,LI等[21]對(duì)多發(fā)性骨髓中的miRNA?342?3p進(jìn)行了其甲基化水平的相關(guān)研究,同樣采用了MSP檢測技術(shù)對(duì)10例健康對(duì)照者、63例初治骨髓瘤患者、30例復(fù)發(fā)患者以及15個(gè)細(xì)胞系的miRNA?342?3p的甲基化水平,結(jié)果顯示:miRNA?342?3P在健康者中未曾出現(xiàn)其CpG的甲基化,而在細(xì)胞系中有3個(gè)細(xì)胞系出現(xiàn)甲基化而低表達(dá)。經(jīng)過5?氮雜胞苷處理過的甲基化細(xì)胞系得以恢復(fù),而未經(jīng)過5?氮雜胞苷處理過的甲基化細(xì)胞系仍然呈現(xiàn)著甲基化。研究還證明miRNA?342?3p甲基化水平與免疫分型IgD型具有明顯相關(guān)性(P=0.012),而與疾病年齡、ISS分期無相關(guān)性。MiRNA?342?3P,作為一種抑癌基因,通過其啟動(dòng)子的甲基化在多發(fā)性骨髓瘤中表達(dá)下調(diào)從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與進(jìn)展。
與經(jīng)典遺傳學(xué)不同,表觀遺傳學(xué)是一種可逆的過程,為多發(fā)性骨髓瘤的靶向治療提供基礎(chǔ)。多發(fā)性骨髓瘤仍以硼替佐米和沙利度胺為代表藥物進(jìn)行治療,miRNA受DNA調(diào)控的研究目前仍然較少,但相信隨著對(duì)DNA調(diào)控的miRNA等表觀遺傳學(xué)研究的不斷深入,miRNA有望使其成為腫瘤分子生物標(biāo)志物之一,將為腫瘤的靶向診治提供新的有效途徑。